Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Räumliches Gedächtnis: Ortszellen in Lauerstellung

14.04.2011
Forscher des Bernstein Zentrums Berlin und der Humboldt-Universität finden heraus, dass sich Zellen unseres Ortsgedächtnisses frühzeitig auf ihre Aufgabe vorbereiten

In unserem Gehirn werden Erinnerungen, Orte und Handlungen gespeichert. Doch wodurch wird festgelegt, welche der Milliarden Nervenzellen einen Beitrag zu einer ganz bestimmten Erinnerung leistet? Lange schon diskutieren Wissenschaftler, ob es Zufall ist, welche Zelle einer bestimmten Region im Einzelfall aktiv ist und welche nicht.

Jèrôme Epsztein, Michael Brecht und Albert K. Lee vom Bernstein Zentrum Berlin und der Humboldt-Universität zu Berlin konnten nun am Beispiel des Ortsgedächtnisses bei Ratten eindeutig nachweisen, dass später aktive Zellen sich früh von ihren stillen Nachbarn unterscheiden. Damit haben sie das Verständnis der Gedächtnisbildung einen großen Schritt vorangebracht.

Bewegen wir uns in einer unbekannten Umgebung, wird in unserem Gehirn eine Art neuronale Landkarte angelegt. Besonders gut ist diese Gedächtnisfunktion bei Ratten verstanden. Dort sind Zellen des Hippocampus dafür verantwortlich, dass das Tier immer weiß, wo es sich befindet. Jede dieser so genannten Ortszellen ist dann besonders aktiv, wenn die Ratte sich in einem bestimmten Bereich aufhält, die Zelle „feuert“. Somit wird jeder Ort durch spezifische Zellen kodiert. Daneben gibt es in der entsprechenden Hirnregion aber auch Zellen, die gar nicht feuern, sie sind „still“. Dieses Aktivitätsmuster und die Auswahl aktiver Zellen ist für eine bestimmte Umgebung sehr spezifisch.

Mit einer anspruchsvollen Methode gelang es Jèrôme Epsztein, Michael Brecht und Albert K. Lee erstmals elektrische Eigenschaften innerhalb einzelner Zellen des Hippocampus zu messen, während sich die Tiere frei bewegten. Sie untersuchten das elektrische Ausgangsniveau und den Wert, ab dem einzelne Zellen mit einer Reizantwort reagierten – den so genannten Schwellenwert. Da die Wissenschaftler die Zellaktivität vor, während und nach der Erkundung maßen, konnten sie das Verhalten stiller Zellen und von Ortszellen bereits vor der ersten ortsspezifischen Aktivität vergleichen. Sie stellten fest, dass Ortszellen von vornherein eine niedrigere Reizschwelle besaßen und andere Entladungsmuster zeigten.

Die Wissenschaftler gehen davon aus, dass zellinterne Eigenschaften für diese Unterschiede verantwortlich sind. Damit stoßen sie eine Reihe neuer Fragen an: Welche Faktoren sind für die Unterschiede verantwortlich? Wie werden diese Zelleigenschaften eingestellt? Werden diese Eigenschaften verändert, wenn in einer anderen Umgebung andere Zellen aktiv sind? Beim Menschen ist der Hippocampus zentral für die Überführung von Inhalten des Kurz- in das Langzeitgedächtnis verantwortlich. Bei Störungen in dieser Hirnregion tritt anterograde Amnesie auf. In solchen Fällen bleiben Erinnerungen bestehen, neue Informationen können aber nicht mehr dauerhaft gespeichert werden. Mit ihren Ergebnissen tragen die Wissenschaftler dazu bei, unser Gedächtnis besser zu verstehen.

Zum Artikel:
http://www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273%2811%2900196-6
Epsztein J., Brecht M., Lee A., Intracellular Determinants of Hippocampal CA1 Place and Silent Cell Activity in a Novel Environment Neuron (2011), Volume 70, Issue 1, p. 109-120.
WEITERE INFORMATIONEN
Prof. Dr. Michael Brecht
Bernstein Zentrum Computational Neuroscience Berlin
Humboldt-Universität zu Berlin
Philippstr.13, Haus 6
10115 Berlin
Tel: 030 2093-6772
E-Mail: michael.brecht@bccn-berlin.de

Constanze Haase | idw
Weitere Informationen:
http://www.bccn-berlin.de
http://www.cell.com/neuron/abstract/S0896-6273%2811%2900196-6

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen
09.12.2016 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP

nachricht Wolkenbildung: Wie Feldspat als Gefrierkeim wirkt
09.12.2016 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Elektronenautobahn im Kristall

Physiker der Universität Würzburg haben an einer bestimmten Form topologischer Isolatoren eine überraschende Entdeckung gemacht. Die Erklärung für den Effekt findet sich in der Struktur der verwendeten Materialien. Ihre Arbeit haben die Forscher jetzt in Science veröffentlicht.

Sie sind das derzeit „heißeste Eisen“ der Physik, wie die Neue Zürcher Zeitung schreibt: topologische Isolatoren. Ihre Bedeutung wurde erst vor wenigen Wochen...

Im Focus: Electron highway inside crystal

Physicists of the University of Würzburg have made an astonishing discovery in a specific type of topological insulators. The effect is due to the structure of the materials used. The researchers have now published their work in the journal Science.

Topological insulators are currently the hot topic in physics according to the newspaper Neue Zürcher Zeitung. Only a few weeks ago, their importance was...

Im Focus: Rätsel um Mott-Isolatoren gelöst

Universelles Verhalten am Mott-Metall-Isolator-Übergang aufgedeckt

Die Ursache für den 1937 von Sir Nevill Francis Mott vorhergesagten Metall-Isolator-Übergang basiert auf der gegenseitigen Abstoßung der gleichnamig geladenen...

Im Focus: Poröse kristalline Materialien: TU Graz-Forscher zeigt Methode zum gezielten Wachstum

Mikroporöse Kristalle (MOFs) bergen große Potentiale für die funktionalen Materialien der Zukunft. Paolo Falcaro von der TU Graz et al zeigen in Nature Materials, wie man MOFs gezielt im großen Maßstab wachsen lässt.

„Metal-organic frameworks“ (MOFs) genannte poröse Kristalle bestehen aus metallischen Knotenpunkten mit organischen Molekülen als Verbindungselemente. Dank...

Im Focus: Gravitationswellen als Sensor für Dunkle Materie

Die mit der Entdeckung von Gravitationswellen entstandene neue Disziplin der Gravitationswellen-Astronomie bekommt eine weitere Aufgabe: die Suche nach Dunkler Materie. Diese könnte aus einem Bose-Einstein-Kondensat sehr leichter Teilchen bestehen. Wie Rechnungen zeigen, würden Gravitationswellen gebremst, wenn sie durch derartige Dunkle Materie laufen. Dies führt zu einer Verspätung von Gravitationswellen relativ zu Licht, die bereits mit den heutigen Detektoren messbar sein sollte.

Im Universum muss es gut fünfmal mehr unsichtbare als sichtbare Materie geben. Woraus diese Dunkle Materie besteht, ist immer noch unbekannt. Die...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Firmen- und Forschungsnetzwerk Munitect tagt am IOW

08.12.2016 | Veranstaltungen

NRW Nano-Konferenz in Münster

07.12.2016 | Veranstaltungen

Wie aus reinen Daten ein verständliches Bild entsteht

05.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Hochgenaue Versuchsstände für dynamisch belastete Komponenten – Workshop zeigt Potenzial auf

09.12.2016 | Seminare Workshops

Ein Nano-Kreisverkehr für Licht

09.12.2016 | Physik Astronomie

Pflanzlicher Wirkstoff lässt Wimpern wachsen

09.12.2016 | Biowissenschaften Chemie